廣西柳州至桂林段的一條新建公路設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書

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1、 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 摘 要 該設(shè)計為廣西柳州至桂林段的一條新建公路，根據(jù)給定的交通量及其服務(wù)水平和性質(zhì)，確定該公路等級為二級。在此基礎(chǔ)上，通過分析沿線自然條件與主要技術(shù)指標(biāo)，確定最合理的設(shè)計方案，進(jìn)而對最佳方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計。內(nèi)容包括：路線的平曲線、豎曲線、橫斷面設(shè)計，路基路面設(shè)計以及排水和橋涵設(shè)計。 本公路設(shè)計速度為60km/h,路線全長5127

2、.454米，路基寬10米。全線有9個平曲線,5個豎曲線, 5道涵洞 關(guān)鍵詞：交通量，二級公路，自然條件，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，路基，路面，平曲線，豎曲線，排水, 橋涵。 Abstract The subject of the design is a new highway on plain in Guangxi province.According to the given traffic volume,service level and attribute of the proposed highway, the highway is defined as the second–g

3、rade road. Through analysis the local natural condition and main technical standard ，The most proper one is recommended and subsequently carried out in detail, including the design of plan curves, vertical curves ,transect, subgrade, pavement, drainage and bridge. The design speed is 60km/h, the

4、total length is 5127.454m, and the width of the subgrade is 10m.There are9 plan curve,5vertical curves , and 5culverts on the road. Keywords:traffic volume, second-grade road, natural conditions, technical standard , subgrade , pavement , plan curves , vertical curves, drainage , bridge

5、 前言 畢業(yè)設(shè)計是學(xué)校對畢業(yè)生的一次大考核，是學(xué)?？疾閷W(xué)生對專業(yè)知識的掌握和綜合運(yùn)用的能力。這次我的畢業(yè)設(shè)計項(xiàng)目為“廣西柳州至桂林公路綜合設(shè)計”。 路段位于廣西柳州地區(qū)，沿途山嶺、平地、農(nóng)田相交錯，地形較為復(fù)雜。路線受地形，地物限制較嚴(yán)，路線走向比較明確。又由于沿路線走向已經(jīng)存在一條道路，沿原有道路設(shè)計可減小工程量。因此在盡可能的條件下，設(shè)計路線基本上和原有道路走向一致。 根據(jù)交通量、地形，本設(shè)計確定為：山嶺重丘區(qū)二級公路，設(shè)計速度為60km/h。路線全程長5127.454m，共有9個平曲線和5個豎曲線。 畢業(yè)設(shè)計現(xiàn)已基本完成。通過本次設(shè)計使得自己對專業(yè)知識和各種

6、不同科目之間的聯(lián)系有了更進(jìn)一步的認(rèn)識。對以后工作起著極為有利的幫助。 目 錄 第一章：概述 1.1：建設(shè)該公路的意義 ……………………………………4 1.2：沿線自然地理特征 ………………………………………4 1.3：道路等級和主要技術(shù)指標(biāo)的論證和確定 ………………5 第二章：路線設(shè)計 2.1：路線方案確定 ……………………………………………8 2.2：路線平面設(shè)計 ……………………………………………8 2.3：路線縱斷面設(shè)計 …………………………………………11 第三章：路基設(shè)計 3.1：

7、路基橫斷面設(shè)計 …………………………………………15 3.2：路基路面排水設(shè)計 ………………………………………18 第四章：路面設(shè)計 4.1：概述 ………………………………………………………21 4.2：路面結(jié)構(gòu)類型選擇 ………………………………………21 4.3：瀝青混凝土路面設(shè)計 ……………………………………22 第五章：小橋涵布置 5.1：小橋涵設(shè)計原則 …………………………………………28 5.2：橋涵位置的選擇 …………………………………………28 5.3：涵洞型式選擇 ……………………………………………28

8、 5.4：橋涵跨徑的確定 …………………………………………28 5.5：涵洞進(jìn)出口的防護(hù)和加固 ………………………………29 第六章：環(huán)境保護(hù) 6.1：公路綠化工程 ……………………………………………30 6.2：防止水、土污染和流失 …………………………………30 第七章：致謝………………………………………………………………31 附 錄：主要參考文獻(xiàn)  第一章 概述 1.1建設(shè)該公路的意義 廣西壯族自治區(qū)地處祖國南疆，處于云貴高原東側(cè)斜坡與東南沿海低山丘陵的過渡地帶，總面積23.67萬平方公里。區(qū)內(nèi)高溫多雨、山多河

9、川多、巖溶廣布、平原較少，素有“八山一水一分田”之稱，山地（中山、低山、丘陵、臺地）的面積占全區(qū)面積的80%。廣西各地年降水量一般在940～2452mm之間，多年平均年降水量約1550mm。降水時空分布不均，全年降水量70～80％集中于4～8月。 桂林市地處南嶺山系的西南部，平均海拔 150 米，典型巖溶地貌。巖溶峰林地貌是桂林重要旅游資源。桂林是世界著名的風(fēng)景旅游城市和歷史文化名城，地處南嶺山系西南部，廣西壯族自治區(qū)東北部。 柳州，又稱龍城，是廣西重要的區(qū)域中心城市，廣西工業(yè)名城、歷史名城、文化名城、旅游名城。全市轄6縣4區(qū)，總面積1.8萬平方公里，總?cè)丝?72萬。作為廣西最大的工業(yè)城市

10、，柳州工業(yè)總量約占廣西的三分之一。柳州是一座底蘊(yùn)濃厚的歷史名城和文化名城，也是一座充滿風(fēng)情的旅游名城。 交通是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動脈。經(jīng)濟(jì)要發(fā)展，交通要先行，只有便捷的交通運(yùn)輸條件，才能物暢其流。近年來由于桂林與柳州的經(jīng)濟(jì)合作范圍越來越廣泛，合作程度越來越深，導(dǎo)致兩市之間的交通量越來越大，原有的公路已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足近日交通的需求，這大大的阻礙了兩市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，所以大力發(fā)展交通已經(jīng)成為兩市首要解決的問題。 1.2沿線自然地理特征 1.2.1氣候特點(diǎn) 桂林地處低緯，屬中亞熱帶季風(fēng)氣候。境內(nèi)氣候溫和，雨量充沛，無霜期長，光照充足，熱量豐富，夏長冬 短，四季分明且雨熱基本同季，氣候條件十分優(yōu)越。年

11、平均氣溫為18.9℃。8月最熱，月平均氣溫為23℃，1月最冷，月平均氣溫15.6℃。 柳州市地處桂中北部，屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，影響柳州市的大氣環(huán)流主要是季風(fēng)環(huán)流，夏半年盛行偏南風(fēng)，高溫、高濕、多雨，冬半年盛行偏北風(fēng)，寒冷、干燥、少雨。夏長冬短、雨熱同季，光、溫、水氣候資源豐富，但地區(qū)差異較大，北部各縣具有較明顯的山地氣候特征。 1.2.2降水量及地下水埋深 路線所經(jīng)地區(qū)面向熱帶海洋，降水量豐富。雨日、雨量、雷雨次數(shù)較多，屬中國暴雨分區(qū)第9區(qū)。年降水量在1600—2000mm之間，其降雨特點(diǎn)為平原少于山區(qū)，迎風(fēng)坡多于背風(fēng)坡，雨型為夏雨和臺風(fēng)暴雨，最大雨期長2.5—4.5天。暴雨強(qiáng)度大，徑流

12、速度較快，一般匯水在10km2以下。匯流時間一般約為30分鐘左右。潮濕系數(shù)為0.75---2.0之間。地下水埋深一般丘陵地區(qū)為2.3米左右，平原及溝谷處約為1.3米左右。平微區(qū)低洼地方地表有長期積水。 1.2.3地形與地貌 路線所經(jīng)地區(qū)地形為濕潤丘陵重丘、低山及平原、屬云貴高原與東南沿海三角洲平原的過渡地區(qū)。丘陵、低山坡面陡峻，陡達(dá)40%以上。溝谷兩側(cè)坡面曲折，局部地段呈雞爪地形。該地區(qū)河流及溝谷水量豐富，地面徑流資源豐富，水土流失不太嚴(yán)重。廣闊平坦，田地、水利建筑設(shè)施等較多。 1.2.4地質(zhì)與土質(zhì) 本地區(qū)位元元于南嶺中等山地工程地質(zhì)區(qū)的西南部。第四紀(jì)多殘積層土質(zhì)為磚紅色粘性土、屬高液

13、限的粘土，多為碳酸巖風(fēng)化的殘積土。該地區(qū)巖石風(fēng)化破碎較重，丘陵地區(qū)屬于自然營力的長期作用，局部地方有巖石出露。巖石以碳酸巖為主，花崗巖次之。 據(jù)實(shí)地調(diào)查，路線所經(jīng)山嶺重丘區(qū)均按土質(zhì)考慮,其中松土占30%，普通土占70%；路線所經(jīng)山嶺重丘區(qū)： [1]凡巖石懸崖地區(qū)，土層厚1米，為普通土，以下為巖石中，軟石占40%，次堅(jiān)石60%; [2]凡有土質(zhì)陡坎地區(qū)，均為土質(zhì)，其中松土占30%，普通土占30%，硬土占40%; [3]凡無陡坎懸崖地區(qū)，土層覆蓋厚度約為1.5米左右，其中松土占10%，普通土占60%，硬土占30%，以下為巖石中，軟石占30%，次堅(jiān)石占40%，堅(jiān)石占30%,土質(zhì)密實(shí)，巖石風(fēng)化

14、程度中等。 1.2.5植被、作物等概況 根據(jù)中國自然地理區(qū)劃，路線所經(jīng)地區(qū)地處熱帶北部季雨林型長綠闊葉林---磚紅壤性土小區(qū)，自然地理特征為熱帶濕潤長綠林，林種主要有杉木，毛竹等用材林和油茶、油桐、劍麻等多種經(jīng)濟(jì)林。主要生長于山區(qū)和半山區(qū)的丘林地帶。 山嶺重丘及寬闊河谷地帶多田地，糧食生產(chǎn)以水稻為主。旱地作物主要是甘薯、玉米和豆類等，主要在丘陵地區(qū)。飼養(yǎng)業(yè)和池塘養(yǎng)魚業(yè)也較多。路線所經(jīng)地區(qū),由于降水量較大,山坡坡面較陡,地表水對路基有一定的沖刷影響,平原地帶則公路用地與農(nóng)業(yè)有一定矛盾。 1.3道路等級和主要技術(shù)指標(biāo)的論證和確定 道路作為一條三維空間的實(shí)體，是由路基、路面、橋梁、涵

15、洞、隧道和沿線設(shè)施所組成的帶狀構(gòu)造物。公路的路線位置受社會經(jīng)濟(jì)、自然地理和技術(shù)條件等因素的制約。我們設(shè)計的任務(wù)就是在調(diào)查研究、掌握大量材料的基礎(chǔ)上，設(shè)計出一條有一定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、滿足行車要求、工程費(fèi)用最省的路線。 1.3.1道路等級的確定 道路等級的確定應(yīng)根據(jù)公路網(wǎng)的規(guī)劃，從全局出發(fā)，按照公路的使用任務(wù)、功能和遠(yuǎn)景交通量綜合確定。 1.3.2交通量計算及公路等級的選用 設(shè)計路線位于廣西地區(qū)，坐落于四面環(huán)山的小盆地中心，為山嶺重丘區(qū)。經(jīng)調(diào)查該地區(qū)2009年底交通量資料如下： 表1 交通量資料 車型 數(shù)量 車輛折算系數(shù) 小汽車 2000 1.0 東風(fēng)EQ140 1049

16、 1.5 黃河JN150 327 2.0 解放CA315 524 1.5 獸力車 50 4.0 人力車 300 1.0 自行車 200 0.2 查《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》得小客車和中型載重汽車折算系數(shù)如下： 表2 汽車折算系數(shù) 汽車代表車型 車輛折算系數(shù) 小客車 1.0 中型車 1.5 大型車 2.0 托掛車 3.0 交通增長率：機(jī)動車輛γ=5.6%, 非機(jī)動車輛γ=0.3% 初定設(shè)計年限：15年 交通量計算： N11=2000+（524+1049）1.5+3272.0=5014輛/日 N12=300+504.0+2000.

17、2=540輛/日 N1=5014+540=5554輛/日 遠(yuǎn)景設(shè)計年限為15年的年平均晝夜交通量為： N151= N11（1+γ）=5014（1+5.6%）15-1=10752輛/日 N152= N12（1+γ）=540（1+0.3%）15-1= 563輛/日 N15= N151+ N152=10752+563 = 11315輛/日<15000輛/日 查《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》可知，一級公路的設(shè)計年限為20年，二級公路的設(shè)計年限為15年。一級公路一般能適應(yīng)各種車輛折合成小客車的遠(yuǎn)景設(shè)計年限年平均日交通量為15000—30000輛（四車道）或25000－55000輛（六車道），二級公路一

18、般能適應(yīng)各種車輛折合成小客車的遠(yuǎn)景設(shè)計年限年平均日交通量為5000—15000輛。 1.3.3確定道路等級 根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，雙車道二級公路年平均日交通量為5000—15000輛，本設(shè)計中15年規(guī)劃年平均日交通量為11315輛/日，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，最終確定設(shè)計公路的等級為山嶺重丘區(qū)二級公路。 1.3.4 行車速度 本設(shè)計為山嶺重丘區(qū)二級公路，查《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》可知，作為集散公路，混合交通量較大，平面交叉間距較小，設(shè)計行車速度宜采用60km/h。  第二章 路線設(shè)計 2.1路線方案確定 根據(jù)設(shè)計要求、公路現(xiàn)狀,確定公路線路走向的基本原

19、則是: 1）避讓村鎮(zhèn)、干渠及高壓干線等,盡可能減少拆遷民房等建筑物. 2）新建線路選擇應(yīng)盡可能避免和減少破壞現(xiàn)有水利灌溉系統(tǒng). 3）堅(jiān)持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),盡可能縮短行車?yán)锍? 根據(jù)以上原則,進(jìn)行方案比選. 在本路線設(shè)計中，路線起點(diǎn)位于山嶺區(qū)，但是大部分路線所經(jīng)地區(qū)地勢比較平緩，便于展線。但是在少數(shù)幾個路段兩側(cè)都是山，由于柳州地區(qū)石質(zhì)以石灰?guī)r為主，且山勢較陡，路線定線中，一旦路線與這種山相遇，應(yīng)盡力避讓，否則，不僅工程量會極大增加，支擋工程數(shù)量巨大，且對于施工會帶來極大困難，故在此路段，本人的設(shè)計思路為，選用合適的平面線形指標(biāo)，盡量對其進(jìn)行避讓。利用S型避過了山嶺，但由于山嶺陡峭且緊鄰，從而造

20、成該路段填挖較大，是整條路線中填挖工程量較大的地方。 在其它的路段中，由于沒有農(nóng)田也沒有陡峻山嶺的影響，本路線大部分采用了利用原有小徑的方法，利用原路已有的挖方來降低工程量。同時保證平面線形指標(biāo)。但由于數(shù)據(jù)不全，實(shí)際讀取地面線高程時，仍假設(shè)為未挖方過的地面，實(shí)際工程量應(yīng)比計算的工程量小。 由于自然因素的影響以及經(jīng)濟(jì)性要求，路線縱斷面總是一條有起伏的間線?？v斷面設(shè)計的任務(wù)就是根據(jù)汽車的動力特性、道路等級、當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩項(xiàng)l件以及工程經(jīng)濟(jì)性等，研究并擬定起伏空間線幾何構(gòu)成的大小及長度以 便達(dá)到行車安全迅速、運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)合理及乘客感覺舒適的目的。 2.2路線平面設(shè)計 現(xiàn)代道路平面線形是由直線、圓曲

21、線和緩和曲線構(gòu)成的。平面線形設(shè)計就是從線形的角度去研究三個要素的選用和相互間的組合問題。 2.2.1直線 1.直線的最大長度：景色單調(diào)的地點(diǎn)最好控制在20V以內(nèi)。所以一般取20V。所以滿足要求。 2.直線的最小長度： （1）同向曲線間 根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定：當(dāng)設(shè)計速度 ≥60km/h時，同向曲線間直線的最小長度以不小于6倍的設(shè)計速度為宜。否則，容易形成“斷背曲線”。 （2）反向曲線 《規(guī)范》規(guī)定：當(dāng)設(shè)計速度≥60km/h時，反向曲線間的最小長度以不小于兩倍的設(shè)計速度。 2.2 2圓曲線 1.圓曲線的最小半徑：由汽車行駛在曲線上的力的平衡式，得 R=V2/127(+ih)。用摩阻

22、系數(shù)φh代替u值來計算平曲線的最小半徑。根據(jù)不同的φh值，對于不同等級公路規(guī)定了極限最小半徑、一般最小半徑和不設(shè)超高的最小半徑。見下表： 表3 二級路圓曲線最小半徑 技術(shù)指標(biāo) 山嶺重丘區(qū)二級公路 一般最小半徑 200 極限最小半徑 125 不設(shè)超高 最小半徑 路拱 1500 路拱 1900 在本公路平面線形設(shè)計中，根據(jù)沿線地形情況，最小半徑采用一般最小半徑200米。 2.圓曲線的最大半徑： 選用圓曲線半徑時，在地形條件允許的條件下，應(yīng)盡量采用大半徑曲線，使行車舒適，但圓曲線半徑不宜

23、大于10000米。 3.平曲線的最小長度： 公路的平曲線一般情況下應(yīng)具有設(shè)置緩和曲線（或超高，加寬緩和段）和一段圓曲線的長度；平曲線的最小長度一般不應(yīng)小于2倍的緩和曲線的長度。由緩和曲線和圓曲線組成的平曲線，其平曲線的長度不應(yīng)短于9s的行駛距離（153m），由緩和曲線組成的平曲線要求其長度不短于6s的行駛距離（102m）。平曲線內(nèi)圓曲線的長度一般不應(yīng)短于車輛在3s內(nèi)的行駛距離（51m）。本設(shè)計中平曲線的最小長度：160m， 平曲線中圓曲線的最小長度：60m，均滿足要求。 2.2.3緩和曲線 緩和曲線是設(shè)置在直線與圓曲線間或半徑相差較大的兩個同向的圓曲線間一種曲率連續(xù)變化的曲線。 1

24、.基本公式 ｒl=A2 2.緩和曲線的最小長度：緩和曲線的最小長度一般應(yīng)滿足以下幾方面： （1）離心加速度變化率不過大; （2）控制超高附加縱坡不過陡; （3）控制行駛時間不過短; （4）符合視覺要求; 《規(guī)范》規(guī)定緩和曲線的最小長度見下表： 表4 緩和曲線最小長度 設(shè)計速度（km/h） 120 100 80 60 40 30 20 緩和曲線最小長度（m） 最小值 100 85 70 50 35 25 20 本設(shè)計中緩和曲線最小長度為50m，滿足要求。 3.緩和曲線的省略 （1）直線和圓曲線間，當(dāng)圓曲線半徑大于或等于“不設(shè)超高

25、的最小半徑”時。 （2）半徑不同的同向圓曲線間，當(dāng)小圓半徑大于或等于“不設(shè)超高的最小半徑”時。 設(shè)計中因地形的限制，半徑均小于“不設(shè)超高的最小半徑”。所以7個圓曲線處均設(shè)置了緩和曲線。緩和曲線在滿足線形要求的前提下盡量的放長。 2.2.4平曲線最小長度 表5 平曲線最小長度 設(shè)計速度（km/h） 120 100 80 60 40 30 20 一般值（m） 600 500 400 300 200 150 100 最小值（m） 200 170 140 100 70 50 40 本設(shè)計設(shè)計速度采用60km/h，對應(yīng)最小值為100m。設(shè)計

26、中平曲線的最小長度均大于100m,滿足要求。 2.2.5 平面線形要素組合類型 1.基本型：平面線形按直線—回旋線—圓曲線—回旋線—直線組合。設(shè)計中最好使回旋線、圓曲線、回旋線的長度之比為：1：1：1～1：2：1，并注意滿足幾何條件：2β≤α。設(shè)計中，除前三個交點(diǎn)，其它各交點(diǎn)都設(shè)成基本型，經(jīng)調(diào)整，各段曲線均滿足上述要求。 2. S型： 兩個反向曲線用兩段反向回旋線連接的組合形式?；疽笥校合噜弮蓚€回旋線參數(shù)A1和A2值最好相等。不同時，A1與A2之比應(yīng)小于2.0，最好小于1.5。當(dāng)連接處接入短直線時其長度應(yīng)符合 L≤﹝A1+A2﹞/40 ﹝m﹞。設(shè)計中，前三個交點(diǎn)因受地形的限制比較嚴(yán)

27、格，若不設(shè)S型，則各交點(diǎn)間直線段長度滿足不了6V。因此，前三個交點(diǎn)間均設(shè)成S型，經(jīng)反復(fù)調(diào)整和驗(yàn)算，四段S型曲線均滿足上述要求。 3. 卵型、凸型、復(fù)合型、C型 由于設(shè)計中不需要設(shè)置，所以不加討論。 2.2.6行車視距 行車視距是否充分，直接關(guān)系著行車的安全與速度，它是公路使用質(zhì)量的重要指針之一。行車視距可分為：停車視距、會車視距、超車視距?！兑?guī)范》規(guī)定，二級公路設(shè)計視距應(yīng)滿足會車視距的要求，其長度應(yīng)不小于停車視距的兩倍。工程特殊困難或受其它條件限制的地段，可采用停車視距，但必須采取分道行駛措施。對于二級公路，停車視距St取110 m，超車視距Sc一般值取550。 本設(shè)計中視距均需滿

28、足會車視距220米。為保證平面視距，在路線設(shè)計時必須檢查平曲線上的視線是否能得到保證，如有遮擋時，則必須清除視距區(qū)段內(nèi)側(cè)適當(dāng)橫凈距內(nèi)的障礙物。當(dāng)視野內(nèi)有稀疏的成行樹木，單棵樹木或灌木，對視線的妨礙不大并可引導(dǎo)行車或能構(gòu)成行車空間時，則可予以保留。 2.3路線縱斷面設(shè)計 縱坡的大小與坡段的長度反映了公路的起伏程度,直接影響公路的服務(wù)水平，行車質(zhì)量和運(yùn)營成本，也關(guān)系到工程是否經(jīng)濟(jì)、適用，因此設(shè)計中必須對縱坡、坡長及其相互組合進(jìn)行合理安排。 路線設(shè)計標(biāo)高，二、三、四級公路采用路基邊緣標(biāo)高，在超高、加寬地段采用超高、加寬前該處路基邊緣標(biāo)高。 2.3.1縱坡坡度 1.最大縱坡： 汽車沿縱坡向上

29、行駛時，升坡阻力及其它阻力增加,必然導(dǎo)致行車速度降低。一般坡度越大，車速降低越大，這樣在較長的陡坡上，將出現(xiàn)發(fā)動機(jī)水箱開鍋 、氣阻、熄火等現(xiàn)象，導(dǎo)致行車條件惡化，汽車沿陡坡下行時，司機(jī)頻繁剎車，制動次數(shù)增加，制動容易升溫發(fā)熱導(dǎo)致失效，駕駛員心里緊張、操作頻繁，容易引起交通事故。尤其當(dāng)遇到冰滑、泥濘道路條件時將更加嚴(yán)重。因而，應(yīng)對最大縱坡進(jìn)行限制。 最大縱坡值應(yīng)從汽車的爬坡能力、汽車在縱坡段上行駛的安全、公路等級、自然條件等方面綜合考慮，《規(guī)范》對二級公路最大縱坡規(guī)定如下： 表6 二級路最大縱坡 設(shè)計速度（km/h） 120 100 80 60 40 30 20 最大縱

30、坡值﹝﹪﹞ 3 4 5 6 7 8 9 在設(shè)計中按規(guī)定，設(shè)計速度為60km/h，最大縱坡為6﹪。由于路線所經(jīng)地段為山嶺重丘區(qū)，僅有幾處地形較為復(fù)雜。5個豎曲線中最大縱坡為1.52%。 2.最小縱坡：　在挖方路段，設(shè)置邊溝的低填方路段和其它橫向排水不暢的路段，為了保證排水，防止水滲入路基而影響路基穩(wěn)定性，應(yīng)設(shè)置不小于0.3%的縱坡。當(dāng)必須設(shè)計成平坡或小于0.3%的縱坡時，設(shè)邊溝路段應(yīng)作縱向排水設(shè)計。 3.平均縱坡：平均縱坡是衡量縱斷面線形設(shè)計質(zhì)量的一個重要指針。 為了合理運(yùn)用最大縱坡、緩和坡段及坡長，應(yīng)控制路線總長度內(nèi)的平均縱坡，《規(guī)范》規(guī)定二級公路越嶺路線的平均縱

31、坡以接近5.5%(相對高差為200-500米)和5%(相對高差大于500米)為宜。并注意連續(xù)3000m路段范圍內(nèi)的平均縱坡不宜大于5.5%。 i平均=h/L （5－2） 式中 i平均——平均縱坡 h——相對高差 L——路線長度 4．合成坡度 在有平曲線的坡道上，最大坡度既不是縱坡方向，也不是橫坡方向，而是兩者組合成的流水線方向。將合成坡度控制在一定范圍之內(nèi)，目的是盡可能避免急彎和陡坡的不利組合，防止因合成坡度過大而引起的橫向滑移和行車危險，保證車輛在彎道上安全而順適的運(yùn)行。在設(shè)有超高的平曲線上，超高與縱坡的合成坡度值不得超過10.

32、0%。當(dāng)路線的平面和縱坡設(shè)計基本完成后，應(yīng)檢查合成坡度I。如果超過最大允許合成坡度時，可減小縱坡或加大平曲線半徑以減小橫坡，或者兩方面同時減小。 2.3.2縱坡坡長 1.最小坡長：如果坡長過短,變坡點(diǎn)增多，容易造成行車起伏頻繁，影響公路的服務(wù)水平，減小公路的使用壽命。為提高公路的平順性，應(yīng)減少縱坡上的轉(zhuǎn)折點(diǎn)；兩凸形豎曲線變坡點(diǎn)間的間距應(yīng)滿足行車視距的要求，同時也應(yīng)保證在換檔行駛時司機(jī)有足夠的反應(yīng)時間和換檔時間，通常汽車以計算行車速度行駛9s的行程可滿足行車舒適和插入豎曲線的要求。 坡長過小，縱向起伏變化頻繁，使車輛行駛顛簸頻繁?！稑?biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了各級公路的最小坡長，見表： 表7 最小坡長

33、 設(shè)計速度（km/h） 120 100 80 60 40 30 20 最小坡長 一般值 400 350 250 200 160 130 80 最小值 300 250 200 150 120 100 60 本設(shè)計由于考慮避免大填大挖以及合理平縱結(jié)合的要求，縱坡最小長取155m，滿足規(guī)范的要求。 2.最大坡長 汽車沿長距離的陡坡上坡時，因需長時間低擋行駛，易引起發(fā)動機(jī)效率降低。下坡時，由于頻繁剎車將縮短制動系統(tǒng)的使用壽命，影響行車安全。一般汽車的爬坡能力以末速度約降低至設(shè)計車速的一半考慮，對坡度的最大坡長應(yīng)加以限。在此基礎(chǔ)上，《

34、標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了最大縱坡，見表： 表8 最大縱坡 設(shè)計速度（km/h） 120 100 80 60 40 30 20 縱坡坡度（%） 3 900 1000 1100 1200 4 700 800 900 1000 1100 1100 1200 5 600 700 800 900 900 1000 6 500 600 700 700 800 7 500 500 600 8 300 300 400 9 200 300 1

35、0 200 本設(shè)計中最大坡長為1855m，所對應(yīng)的坡度為0.67%，滿足要求。 2.3.3豎曲線的最小半徑和最小長度 豎曲線的最小半徑和長度決定的三個因素： ① 緩和沖擊。 ② 時間行程不過短。長度過短，汽車倏忽而過，使駕駛員產(chǎn)生坡很急的錯覺。因此，汽車在豎曲線上的行程時間不宜過短，最短應(yīng)滿足3s行程。 ③ 滿足視距要求 1.凹形豎曲線最小半徑：對凹形豎曲線最小半徑的確定主要考慮：限制離心力不過大、汽車在跨線橋下行車視距的保證和夜間行車視距的保證和夜間行車前燈照射范圍內(nèi)的視距保證等三個方面?！兑?guī)范》規(guī)定設(shè)計速度60km/h的二級公路凹形豎曲線按

36、Rmin=1500m的要求設(shè)計，豎曲線應(yīng)選用較大半徑為宜，有條件時應(yīng)滿足視距要求的最小豎曲線半徑，設(shè)計速度60km/h的二級公路凹形豎曲線按Rmin=10000m，本設(shè)計中最小凹形豎曲線半徑取6000m，滿足要求。 2.凸形豎曲線最小半徑：確定凸形豎曲線最小半徑主要考慮保證汽車行駛視距和汽車能夠安全行駛通過曲線段。通常當(dāng)汽車行駛在凸形豎曲線變坡點(diǎn)附近時，由于變坡角的影響在司機(jī)的視線范圍內(nèi)將產(chǎn)生盲區(qū)。此時司機(jī)的視距與變坡角的大小及視線高度有密切關(guān)系。當(dāng)變坡角較小時，不設(shè)豎曲線也能保證視距，但變坡角較大時，必須設(shè)豎曲線以滿足行車視距的要求?！兑?guī)范》規(guī)定設(shè)計速度60km/h的二級公路凸形豎曲線按

37、Rmin=2000m的要求設(shè)計，豎曲線應(yīng)選用較大半徑為宜，有條件是應(yīng)滿足視距要求的最小豎曲線半徑，設(shè)計速度60km/h的二級公路凹形豎曲線按Rmin=6000m，本設(shè)計中最小凸型豎曲線半徑取6000m，滿足要求。 2.3.4平、縱線形組合 1. 基本要求： ①當(dāng)平曲線與豎曲線組合時，豎曲線應(yīng)包含在平曲線之內(nèi)，且平曲線應(yīng)稍長于豎曲線。 ②要保持豎曲線與平曲線間的大小均衡：當(dāng)平曲線半徑如果不大于1000m時，豎曲線半徑為平曲線半徑的10～20倍，便可達(dá)到線形均衡。 ③當(dāng)平曲線緩而長、縱斷面坡差較小時，可不要求平、豎曲線一一對應(yīng)，平曲線中可包含多個豎曲線或豎曲線略長于平曲線。 ④要選擇適

38、當(dāng)?shù)暮铣善露取? 2.應(yīng)避免的組合 ①避免豎曲線的頂、底部插入小半徑的平曲線。 ②避免將小半徑的平曲線起、訖點(diǎn)設(shè)在或接近豎曲線的頂部或底部。 ③避免使豎曲線頂、底部與反向平曲線的拐點(diǎn)重合。 ④避免出現(xiàn)駝峰、暗凹、跳躍、斷背、折曲等使駕駛員視線中斷的線形。 ⑤避免在長直線上設(shè)置陡坡或曲線長度短、半徑小的凹形豎曲線。 ⑥避免急彎與陡坡的不利結(jié)合。 ⑦應(yīng)避免小半徑豎曲線與緩和曲線的重合。  第三章 路基設(shè)計 3.1路基橫斷面設(shè)計 3.1.1概述 道路橫斷面是指中在線各點(diǎn)沿法線方向的垂直剖面。它是由橫斷面設(shè)計線和地面線組成。

39、 路基設(shè)計的基本要求：路基應(yīng)根據(jù)其使用要求和自然條件(包括地質(zhì)、水文和材料情況等)并結(jié)合施工方法進(jìn)行設(shè)計，既要有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，又要經(jīng)濟(jì)合理。影響路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的地面水和地下水，必須采取將其攔截或排出路基以外。設(shè)計排水設(shè)施時，應(yīng)保證水流排泄暢通，并結(jié)合附近農(nóng)田灌溉，綜合考慮。修筑路基取土坑和棄土堆時，應(yīng)盡量將取土坑、棄土堆平整成可耕地和減少棄土侵占耕地，防止水土流失和淤塞河道，通過特殊地質(zhì)、水文條件下的路基，應(yīng)做好調(diào)查研究，并結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行個別設(shè)計。 二、三、四級公路的路基橫斷面包括行車道、路肩以及錯車道等組成部分。二級公路，2車道，設(shè)計速度為60km/h時，路基寬度為12.0

40、m。 路拱：為了迅速排除路面和路肩上的積水，將路面和路肩作成一定橫坡的斜面。直線路段路面橫斷面形式為中間高，兩邊低，呈雙向傾斜。 超高：小半徑曲線上為了抵消離心力，路面作成向彎道內(nèi)側(cè)傾斜的單一橫坡。 3.1.2行車道寬度確定： 公路路基寬度為行車道與路肩寬度之和。當(dāng)設(shè)有中間帶、變速車道、爬坡車道、緊急停車帶時，尚應(yīng)包括這些部分的寬度。 表9 公路等級與行車道寬度 公路等級 二、三、四級公路 設(shè)計速度（km/h） 80 60 40 30 20 車道數(shù) 2 2 2 2 1或2 行車道寬度（m） 7.5 7.0 7.0 6.5 3.5或6.0

41、按上表，該設(shè)計中行車道寬度定為：7.0m。 3.1.3路肩寬度 行車道外緣至路基邊緣之間的帶狀部分稱為路肩。分為硬路肩、土路肩。硬路肩是指進(jìn)行了鋪裝的路肩，它可以承受汽車荷載作用力，在混合交通公路上便于非機(jī)動車、行人通行。土路肩是指不加鋪裝的土路肩，它起保護(hù)路面、路基的作用，并提供側(cè)向余寬。 設(shè)計速度60km/h的二級公路路肩寬度的確定如下表： 表10 路肩寬度 一般值 最小值 右側(cè)硬路肩寬度（m） 0.75 0.25 土路肩寬度(m) 0.75 0.5 按上表，設(shè)計中取硬路肩寬度為：0.75m，土路肩寬度為0.75 m。 3.1.4路拱橫坡 路

42、拱橫坡對于排水有利但對行車不利。為此，對路拱的大小采用及形狀是設(shè)計應(yīng)兼顧兩方面的影響。其采用值見表： 表11 路拱坡度 路面類型 路拱坡度（％） 瀝青混凝土、水泥混凝土 1.0~2.0 其它黑色路面、整齊石塊 1.5~2.5 半整齊石塊 、不整齊石塊 2.0~3.0 碎、礫石等礫料路面 2.5~3.5 低級路面 3.0~4.0 本設(shè)計中采用瀝青混凝土路面，路拱橫坡取2.0%。 3.1.5平曲線加寬 對于R>250m的圓曲線，由于其加寬值甚小，可以不加寬。本設(shè)計中7個平曲線其圓曲線半徑均大于250m，故不需要對平曲線進(jìn)行加寬設(shè)計。 3.1.6超高設(shè)計

43、 1.超高漸變率的計算。 由汽車在曲線上行駛是力的平衡方程式，可得ih+=V2/(127R)式中右邊是汽車在曲線上產(chǎn)生的離心加速度。代入相應(yīng)的V、R可求得。ih 、 分別為路面超高和橫向力系數(shù)。 2.超高過渡方式 由于設(shè)計為二級公路,為無中間分隔帶.其超高方式有3種: ①繞內(nèi)邊線旋轉(zhuǎn)。 ②繞中線旋轉(zhuǎn)。 ③繞外邊旋轉(zhuǎn)。 上述各種方法，繞內(nèi)邊緣旋轉(zhuǎn)由于行車道內(nèi)側(cè)不降低，有利于路基縱向排水，一般新建工程多用此法。繞中線旋轉(zhuǎn)可保持中線標(biāo)高不變，且在超高坡度一定的情況下，外側(cè)邊緣的抬高值較小，多用于舊路改建工程。而繞外側(cè)邊緣旋轉(zhuǎn)是一種比較特殊的設(shè)計，僅用于某些改善路容的地點(diǎn)。本

44、設(shè)計路段選擇方式①繞內(nèi)邊線旋轉(zhuǎn)。 3.超高過渡段長度 超高的過渡是在超高過渡段的全長范圍內(nèi)進(jìn)行的.雙車道的最小超高過渡段長度按公式: LC=B△i/P 。 式中：L——最小超高漸變率-； B——旋轉(zhuǎn)軸至行車道外側(cè)邊緣的寬度； △i——超高坡度與路拱的代數(shù)差； P——超高漸變率，即旋轉(zhuǎn)軸與行車道（設(shè)路緣帶時為路緣帶）外側(cè)邊緣線之間的相對坡度 《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的最大超高漸變率如下表： 表12 超高漸變率 設(shè)計速度 (km/h) 超高旋轉(zhuǎn)軸位置 設(shè)計速度 (km/h) 超高旋轉(zhuǎn)軸位置 中線 邊線 中線 邊線 120 1/250 1/200

45、 40 1/150 1/100 100 1/225 1/175 30 1/125 1/75 80 1/200 1/150 20 1/100 1/50 60 1/175 1/125 3.1.7路基高度 路基高度有中心高度和邊坡高度之分。中心高度是指路基中心線處設(shè)計標(biāo)高與原地面標(biāo)高之差。邊坡高度是指填方坡腳或挖方坡頂與路基邊緣的相對高差。 路基高度的設(shè)計，應(yīng)使路肩邊緣高出路基兩側(cè)地面積水高度，同時要考慮的地下水﹑毛細(xì)水和冰凍的作用,不致影響路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。 路基高度應(yīng)根據(jù)臨界高度并結(jié)合公路沿線具體條件和排水及防護(hù)措施確定路堤的最小填土

46、高度。若路基高度低于按地下水位或地面積水位計算的臨界高度，可視為矮路堤。使用邊坡高度值作為劃分高矮深淺的依據(jù)。填土高度小于1.0－1.5m，屬于矮路堤；填土高度大于18m（土質(zhì)）或20m（石質(zhì)）的路堤屬于高路堤；填土高度在1.5－18m范圍內(nèi)的為正常路堤。大于20m的路塹為深路塹。本設(shè)計中大部分路段填方在4-6米屬于正常路堤；有少部分挖方，且屬于淺路塹。 路基設(shè)計標(biāo)高,新建公路的路基設(shè)計標(biāo)高為路基邊緣標(biāo)高，在設(shè)置超高，加寬地段，則為設(shè)置超高，加寬前的路基邊緣標(biāo)高；改建公路的路基設(shè)計標(biāo)高可與新建公路相同，也可采用路中線標(biāo)高。設(shè)有中央分隔帶的高速公路，一級公路，其路基設(shè)計標(biāo)高為中央分隔帶的外側(cè)邊

47、緣標(biāo)高。本設(shè)計為二級公路，設(shè)計標(biāo)高為路基邊緣標(biāo)高。 3.2路基排水設(shè)計 3.2.1概述 路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性同水的關(guān)系十分密切，水的作用是導(dǎo)致路基病害的主要因素之一，因此，路基設(shè)計、施工和養(yǎng)護(hù)中，必須重視路基排水工程。 地面水對路基產(chǎn)生沖刷和滲透，沖刷可能導(dǎo)致路基整體穩(wěn)定性受損害，形成水毀現(xiàn)象。滲入路基土體的水分，使土體過濕而降低路基強(qiáng)度。路基設(shè)計時，必須考慮將影響路基穩(wěn)定性的地面水，排除和攔截于路基用地范圍以外，并防止地面水浸流、滯積或下滲。對于影響路基穩(wěn)定性的地下水，則應(yīng)予以隔斷、疏干、降低，并引至路基范圍以外的適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)。路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性同水的關(guān)系十分密切，水的作用是導(dǎo)致路基病害的

48、主要因素之一，因此，路基設(shè)計、施工和養(yǎng)護(hù)中，必須重視路基排水工程。路基排水一般是疏散為主，結(jié)合農(nóng)田水利建設(shè)。個別復(fù)雜地段需作特殊處理，排水考慮先重點(diǎn)后一般，先地下后地面。 3.2.2路基排水設(shè)計的一般原則 1.排水設(shè)計要因地制宜，全面規(guī)劃，綜合治理，講究實(shí)效，注意經(jīng)濟(jì)，并充分利用地形和自然水系。一般情況下地面和地下設(shè)置的排水溝渠，宜短不宜長，以使水流不過于集中，及時疏散，就近分流； 2.路基排水溝渠的設(shè)置，應(yīng)注意與農(nóng)田水利相結(jié)合； 3.路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，盡量不破壞天然水系，不輕易合并自然溝溪和改變水流性質(zhì)，盡量選擇有利地質(zhì)條件布設(shè)人工溝渠； 4.路基排水要結(jié)合當(dāng)?shù)?/p>

49、水文條件，就地取材，以防為主。 3.2.3常用的路基地面排水設(shè)備 包括邊溝、截水溝、排水溝等，必要時亦有渡槽、倒虹吸及蓄水池等。這些排水設(shè)備，分別設(shè)在路基的不同部位，各自的主要功能、布置要求或構(gòu)造形式，均有所差異。 1.邊溝：設(shè)置在挖方路基的路肩外側(cè)或低路堤的坡腳外側(cè)，多與路中線平行，用以匯集和排除路基范圍內(nèi)或流向路基的少量地面水。邊溝的排水量不大，一般根據(jù)沿線具體條件，選用標(biāo)準(zhǔn)橫斷面形式。邊溝不宜過長，盡量使溝內(nèi)水流就近排至路旁自然水溝和低洼地帶。石質(zhì)邊溝較難開挖，一般用矩形邊溝；土質(zhì)或軟弱石質(zhì)邊溝，一般都用梯形，其底寬與深度約0.4—0.6m，內(nèi)側(cè)邊坡一般為1：1，外側(cè)邊坡通常與挖方

50、邊坡一致。 2.截水溝:一般設(shè)置在挖方路基邊坡坡頂以外，或山坡路堤上方的適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)，用以攔截路基上方流向路基的地面徑流，減輕邊溝的水流負(fù)擔(dān)，保護(hù)挖方邊坡和填方坡腳不受流水沖刷。截水溝的橫斷面形式，一般為梯形，溝的邊坡坡度因巖土條件而定，溝底寬度和溝深不應(yīng)小于0.5m。截水溝的位置，應(yīng)盡量與絕大多數(shù)地面水流方向垂直，以提高截水效能和縮短溝的長度。 3.排水溝:其主要用途在于引水，將路基范圍內(nèi)各種水源的水流，引至路基范圍以外的指定地點(diǎn)。當(dāng)路線受到多段溝渠或水道影響時，為保護(hù)路基不受水害，可以設(shè)置排水溝或改移管道，以調(diào)節(jié)水流，整治水道。排水溝的橫斷面形式，一般采用梯形，用于邊溝、截水溝及取土坑出水

51、口的排水溝，不需特殊計算，底寬與深度均不應(yīng)小于0.5m，土溝的邊坡坡度約為1：1—1：1.5。排水的位置應(yīng)離路基盡可能遠(yuǎn)一些，據(jù)路基坡腳不宜小于2m，連續(xù)長度不超過500m。 3.2.4綜合排水設(shè)計 在實(shí)際工程中，由于自然條件、路線布置及其其它人為因素不同，情況往往比較復(fù)雜，需要進(jìn)行路基排水的綜合設(shè)計，以提高排水效果，發(fā)揮各類排水設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，降低工程費(fèi)用。 排水綜合設(shè)計中，流向路基的地面水和地下水，需在路基范圍以外的地點(diǎn)，設(shè)置截水溝與排水溝進(jìn)行攔截，引離指定地點(diǎn)。路基排水一般向低洼一側(cè)排除，必須橫跨路基時應(yīng)利用橋涵。對于溝槽不明顯的漫流，應(yīng)加以調(diào)節(jié)，盡量匯集成溝，導(dǎo)流排除，注意因勢利導(dǎo)，

52、不可輕易改變流向。為提高截流效果，減少工程量，地面溝渠宜大體沿等高線布置，盡可能使溝渠垂直與流水方向，且力求短捷。各種排水設(shè)備，必須地基穩(wěn)固，并具有適當(dāng)縱坡，以控制與保持適當(dāng)?shù)牧魉?。溝底溝壁必要時予以加固，不能溢水和滲水，防止損害路基和引起水土流失。 本設(shè)計按要求對K0+000至K1+000路段進(jìn)行了排水綜合設(shè)計。在挖方路段采用底寬0.6m，深度0.6m的矩形邊溝；在填方路段采用底寬0.6m，深度0.6m，邊坡為1:1的梯形邊溝。在路線前200米的右側(cè)山坡上設(shè)置了底寬0.6m，深度0.6m，邊坡為1:1的梯形截水溝，并由急流漕與排水溝將水引到K0+221.664處的涵洞。在K0+760處由于

53、路基較高，為防止邊坡沖刷，設(shè)有急流漕，并由排水溝將水引到路基兩側(cè)的低洼處。為方便施工，排水溝與急流漕均采用底寬0.6m，深度0.6m矩形尺寸。  第四章 路面設(shè)計 4.1概述 路面直接承受行駛車輛的作用，是道路工程的重要組成部分，通常都根據(jù)車輛行駛的需要，選用優(yōu)質(zhì)材料建成。路基作為路面結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。以回彈模量作為評價路基強(qiáng)度與穩(wěn)定性的力學(xué)指標(biāo)。堅(jiān)固的路基，不僅是路面強(qiáng)度與穩(wěn)定性的重要保證，而且能為延長路面使用壽命創(chuàng)造有利條件，所以路基路面的綜合設(shè)計至為重要。 為確保路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，使路基在外界因素作用下，不致產(chǎn)生不允許的變形，在路基的整體結(jié)構(gòu)中還必須

54、包括各項(xiàng)附屬設(shè)施，其中有路基排水、路基防護(hù)與加固以及與路基工程直接相關(guān)的設(shè)施，如棄土堆、取土坑、護(hù)坡道、碎落臺、堆料坪及錯車道等。 4.2路面結(jié)構(gòu)類型選擇 4.2.1路面結(jié)構(gòu)類型介紹 對于高等級公路選用何種類型的路面存在著許多不容忽視的因素，水泥混凝土路面雖然具有剛度大、擴(kuò)散荷載能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、抗疲勞特性好、使用年限長、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少、施工取材方便等優(yōu)點(diǎn)，但是水泥砼這種水硬性材料對設(shè)計強(qiáng)度不足、超載很敏感，或者由于施工方面的原因而達(dá)不到設(shè)計的要求，一旦出現(xiàn)上述情況，破壞就會迅速發(fā)展，難以維護(hù)。并且破壞后修復(fù)困難，費(fèi)用也高。同時由于水泥混凝土路面接縫、施工等方面的原因造成的不平整度問題對高等

55、級公路來說就顯得更加突出。 瀝青混凝土路面具有可以分期修建、平整度易于得到保證、行車舒適、易于修復(fù)、噪音小等優(yōu)點(diǎn)，目前在高等級公路上得到廣泛應(yīng)用。但瀝青混凝土路面的抗災(zāi)性、對水和溫度的敏感性等方面明顯弱于水泥混凝土路面，有車轍和開裂等病害較難防治，又由于瀝青與各種集料的結(jié)合性能不同，在水文、氣候條件差及缺乏堿性集料的地區(qū)，很容易造成瀝青的剝落、分離，從而加速路面破壞。 4.2.2 路面結(jié)構(gòu)類型確定 兩類路面各有優(yōu)缺點(diǎn)，影響高等級公路路面類型選用的因素很多，路面類型的選擇，并不是由單一或幾個因素決定的，而應(yīng)綜合考慮使用要求、交通量大小及組成、當(dāng)?shù)貧夂?、路基支承條件、材料供應(yīng)、施工及養(yǎng)護(hù)水平

56、、資金籌措、節(jié)約能源、環(huán)境保護(hù)等因素后決定的。 水泥混凝土路面雖然有強(qiáng)度高﹑穩(wěn)定性好﹑耐久性好，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少﹑經(jīng)濟(jì)效益高，有利于夜間行車等優(yōu)點(diǎn)，但是由于南寧地區(qū)以發(fā)展旅游業(yè)為主，且該公路為山嶺重丘區(qū)二級公路，等級較低，若采用水泥混凝土路面，水泥和水的需要量大，工程造價高；路面接縫不但增加施工和養(yǎng)護(hù)的復(fù)雜性，而且容易引起行車跳動，影響乘客的舒適性；另外，開放交通遲，修復(fù)困難等諸多缺點(diǎn)。綜合考慮后上述因素后及兩類路面在使用性能后決定在本設(shè)計中采用半剛性基層瀝青路面。 4.3瀝青混凝土路面設(shè)計 4.3.1新建瀝青混凝土路面設(shè)計理論和方法 瀝青混凝土路面設(shè)計采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性連

57、續(xù)體系理論，以設(shè)計彎沉值和結(jié)構(gòu)層的層底拉應(yīng)力為設(shè)計指標(biāo)，以疲勞應(yīng)力為基礎(chǔ)，處理軸載標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換與軸載多次重復(fù)作用效應(yīng)。 4.3.2軸載換算 路面設(shè)計以雙輪組單軸載100KN為標(biāo)準(zhǔn)軸載。 以設(shè)計彎沉值為指標(biāo)及驗(yàn)算瀝青層層底拉應(yīng)力中的累計當(dāng)量軸次 應(yīng)用HPDS路面設(shè)計程序得以下結(jié)果： 軸載換算及設(shè)計彎沉值和容許拉應(yīng)力計算 表13 軸載數(shù)據(jù) 序號 車型名稱 前軸重(kN) 后軸重(kN) 后軸數(shù) 后軸輪組數(shù) 后軸距(m) 建成年交通量 1 東風(fēng)EQ140 23.7 69.2 1 雙輪組 735 2 黃河JN150 49 101.6 1 雙輪

58、組 368 3 解放CA15 35 70.15 1 雙輪組 637 設(shè)計年限 12 車道系數(shù) 0.6 交通量平均年增長率 5.6 ％ (1)一個車道上大客車及中型以上的各種貨車日平均交通量 Nh= 1235 ,屬中等交通等級 (2)當(dāng)以設(shè)計彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時 : 路面營運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次 : 1345 次 設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計當(dāng)量軸次 : 5269133 次 屬中等交通等級 (3)當(dāng)以半剛性材料結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力為設(shè)計指標(biāo)時 : 路面營運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次 : 94

59、2 次 設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計當(dāng)量軸次 : 3690352 次 屬中等交通等級 綜上分析路面設(shè)計交通等級為中等交通等級 4.3.3初擬路面結(jié)構(gòu)組合 由上面的計算得到設(shè)計年限內(nèi)一個行車道上的累計標(biāo)準(zhǔn)軸次為5269133次。本設(shè)計路段在自然區(qū)劃中處于Ⅳ6區(qū)，地下水位為1.1米，其路基平均填土高度在3米以上，其臨界高度大于干燥和中濕狀態(tài)的分界標(biāo)準(zhǔn)，少處挖方路段也已做地基處理，因此路基基本處于干燥狀態(tài)，土基回彈模量取40MP。根據(jù)規(guī)范推薦結(jié)構(gòu)，并且考慮到該路沿線可開采石灰、砂礫、碎石，并有水泥、粉煤灰、瀝青供應(yīng)，以及結(jié)構(gòu)層的最小厚度，材料，水文，交通量以及施工機(jī)具的功能等因素，初步確定

60、兩種路面結(jié)構(gòu)組合方案如下： 表14 結(jié)構(gòu)組合方案 結(jié)構(gòu)組合一 結(jié)構(gòu)組合二 AC16 4 cm AC13 4 cm AC25 7 cm AC25 7 cm 水泥穩(wěn)定碎石 ？ 水泥穩(wěn)定碎石 ？ 天然砂礫 15 cm 石灰土穩(wěn)定碎石 20 cm 4.3.4路面材料配合比設(shè)計與設(shè)計參數(shù)的確定 1.設(shè)計彎沉值的測定 公路等級 二級公路 公路等級系數(shù) 1.1 面層類型系數(shù) 1 路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù) 1 路面設(shè)計彎沉值 : 29.9 (0.01mm) 2.容許拉應(yīng)力的測定 方案1： 層位 結(jié)構(gòu)層材料名稱 劈裂強(qiáng)

61、度(MPa) 容許拉應(yīng)力(MPa) 1 AC16 1.0 0.41 2 AC25 0.8 0.32 3 水泥穩(wěn)定碎石 0.5 0.3 4 天然砂礫 方案2： 層位 結(jié)構(gòu)層材料名稱 劈裂強(qiáng)度(MPa) 容許拉應(yīng)力(MPa) 1 AC13 1.4 0.57 2

62、 AC25 0.8 0.32 3 水泥穩(wěn)定碎石 0.5 0.3 4 石灰土穩(wěn)定碎石 0.4 0.24 4.3.5新建路面結(jié)構(gòu)厚度計算 1.方案一的厚度計算 新建路面的層數(shù) : 4 標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 : BZZ-100 路面設(shè)計彎沉值 : 29.9 (0.01mm) 路面設(shè)計層層位 : 3 設(shè)計層最小厚度 : 20 (cm) 表15 材料設(shè)計參數(shù)一 層位 結(jié)構(gòu)層材料名稱 厚度(cm)

63、 20℃平均抗壓模量(MPa) 15℃平均抗壓模量(MPa) 容許應(yīng)力(MPa) 1 AC16 4 1300 1800 0.41 2 AC25 7 1000 1200 0.32 3 水泥穩(wěn)定碎石 ？ 1500 3600 0.3 4 天然砂礫 15 175 175 0 5 新建路基 40 （1） 按設(shè)計彎沉值計算設(shè)計層厚度 : LD= 29.9 (0.01mm) H( 3 )= 20 cm LS= 3.1 (0.01mm) 由于設(shè)計層厚度 H( 3 )=Hmin時 LS<=LD, 故彎沉計算已滿足

64、要求 . H( 3 )= 20 cm(僅考慮彎沉) （2）按容許拉應(yīng)力計算設(shè)計層厚度 : H( 3 )= 20 cm(第 1 層底面拉應(yīng)力計算滿足要求) H( 3 )= 20 cm(第 2 層底面拉應(yīng)力計算滿足要求) H( 3 )= 35 cm σ( 3 )= 0.301 MPa H( 3 )= 40 cm σ( 3 )= 0.252 MPa H( 3 )= 35.1 cm(第 3 層底面拉應(yīng)力計算滿足要求) (3)路面設(shè)計層厚度 : H( 3 )= 20 cm(僅考慮彎沉)； H( 3 )= 35.1 cm(同時考慮彎沉和拉應(yīng)力) (4)驗(yàn)算路面

65、防凍厚度 :路面最小防凍厚度 45 cm，驗(yàn)算結(jié)果表明 ,路面總厚度滿足防凍要求 。 （5）通過對設(shè)計層厚度取整, 最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果如下: ---------------------------------------- AC-16 4 cm ---------------------------------------- AC-25 7 cm ------------------

66、---------------------- 水泥穩(wěn)定碎石 36 cm ---------------------------------------- 天然砂礫 15 cm ---------------------------------------- 新建路基 2.方案二的厚度計算 新建路面的層數(shù) : 4 標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 : BZZ-100 路面設(shè)計彎沉值 : 29.9 (0.01mm) 路面設(shè)計層層位 : 3 設(shè)計層最小厚度 : 20 (cm) 表16 材料設(shè)計參數(shù)二 層位 結(jié)構(gòu)層材料名稱 厚度(cm) 20℃平均抗壓模量(MPa) 15℃平均抗壓模量(MPa) 容許應(yīng)力(MPa) 1 AC13 4 1400 2000 0.57 2 AC25 7 1000 1200 0.